压电陶瓷能量转换系统 被引量：26

1

作者 闫世伟 杨志刚 +2 位作者 阚君武 程光明 曾平 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期344-348,共5页

为实现利用压电材料收集人体能量,将其转化成电能在某些特殊应用领域替代电池或自动为电池充电的目的,设计了一个能量转换系统,该系统由压电发电装置和存储与控制电路组成。通过试验的方法研究了压电振子在结构参数、支撑方式等多种因... 为实现利用压电材料收集人体能量,将其转化成电能在某些特殊应用领域替代电池或自动为电池充电的目的,设计了一个能量转换系统,该系统由压电发电装置和存储与控制电路组成。通过试验的方法研究了压电振子在结构参数、支撑方式等多种因素影响下的发电特性,根据试验取得的优化参数和工作方案设计了压电发电装置,并尝试利用其为无线遥控器供电。经过试验测试,压电发电装置在外接100 kΩ负载时最大输出功率为58.2 mW,连接存储与控制电路时可满足无线遥控器(以开关无线遥控器为例)的使用要求,信号传输距离达到10 m以上。 展开更多

关键词 机械设计 压电陶瓷 压电发电装置 能量储存 驱动

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一种新型压电式无线发射装置 被引量：22

2

作者 曾平 刘艳涛 +3 位作者 吴博达 程光明 杨志刚 阚君武 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第S2期78-82,共5页

通过对压电陶瓷的机电能量转换机理和电能存储特性的研究,设计制作了一种压电发电装置和相应的能量转换及存储电路。在此基础上设计了一种新型压电式自供电无线发射装置,并对该系统进行了试验测试。这种压电式自供电无线发射装置结构简... 通过对压电陶瓷的机电能量转换机理和电能存储特性的研究,设计制作了一种压电发电装置和相应的能量转换及存储电路。在此基础上设计了一种新型压电式自供电无线发射装置,并对该系统进行了试验测试。这种压电式自供电无线发射装置结构简单、不发热、无污染、无电磁干扰、易于加工制作和实现结构上的小型化、集成化,可为各种便携式微小型电子产品和无源传感、监测系统的电源选用提供新的参考依据。 展开更多

关键词 仪器仪表技术 压电发电装置 自供电 无线发射装置

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压电发电能量储存方法的初步研究 被引量：23

3

作者 曾平 佟刚 +3 位作者 程光明 杨志刚 唐可洪 阚君武 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期230-232,235,共4页

分析了压电陶瓷正压电效应的特点,探讨了将压电陶瓷通过正压电效应产生的电能,利用镍氢电池储存的可行性,进行了初步实验研究。研究发现,通过一个低频脉冲信号激振单晶片压电振子,使压电振子弯曲变形,压电振子发出的电量能使一个15 mAh... 分析了压电陶瓷正压电效应的特点,探讨了将压电陶瓷通过正压电效应产生的电能,利用镍氢电池储存的可行性,进行了初步实验研究。研究发现,通过一个低频脉冲信号激振单晶片压电振子,使压电振子弯曲变形,压电振子发出的电量能使一个15 mAh的电池在2 h内充满电,80 mAh的电池在7 h内充满电。这种利用可充电电池为储存媒介的储能方法,适用于数据处理等微电子设备,对无源条件下微型电子设备自身供能的研究开辟了新的途径。 展开更多

关键词 压电陶瓷 储存媒介 压电发电装置 可充电电池

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压电发电装置的功率分析与试验 被引量：15

4

作者 唐可洪 阚君武 +3 位作者 任玉 王淑云 朱国仁 邵承会 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1550-1553,共4页

为提高压电发电装置(能量转换系统)的输出功率,建立了简谐激励条件下两种能量转换电路(交、直流输出)功率计算模型,并进行了模拟分析及试验验证。理论研究结果表明,在压电振子开路电压(结构尺寸及激励频率)一定时,存在不同的最佳负载使... 为提高压电发电装置(能量转换系统)的输出功率,建立了简谐激励条件下两种能量转换电路(交、直流输出)功率计算模型,并进行了模拟分析及试验验证。理论研究结果表明,在压电振子开路电压(结构尺寸及激励频率)一定时,存在不同的最佳负载使交、直流输出电路获得最大的输出功率,交流输出的最佳负载及最大功率分别是直流输出最佳负载及最大功率的2/π和π/2倍。试验用压电振子尺寸为58mm×30mm×0.7mm,激励频率为44.3Hz时的开路电压为14.8V。交、直流输出电路所对应的最佳理论/试验负载分别为72/71kΩ和113/110kΩ,最大理论/试验功率分别为0.76/87mW和0.49/4.7mW。 展开更多

关键词 仪器仪表技术 压电 压电发电装置 输出功率 能量转换

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TPMS用压电发电装置研究 被引量：12

5

作者 闫世伟 杨志刚 +2 位作者 罗洪波 菅新乐 廖志勇 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第5期774-777,781,共5页

提出利用压电发电装置替代电池为汽车轮胎压力监视系统(TPMS)提供实时电能,在分析了压电振子安装方式、固有频率及车速对压电发电装置发电能力影响的基础上,设计了一款适合安装在车轮毂上的压电发电装置,并对其发电性能进行了试验分析... 提出利用压电发电装置替代电池为汽车轮胎压力监视系统(TPMS)提供实时电能,在分析了压电振子安装方式、固有频率及车速对压电发电装置发电能力影响的基础上,设计了一款适合安装在车轮毂上的压电发电装置,并对其发电性能进行了试验分析和理论计算,结果表明,压电振子在既垂直于轮毂又垂直于车轮滚动方向的安装方式下,利用两片不同固有频率的悬臂梁型压电振子制作的压电发电装置产生的电能满足汽车轮胎压力监视系统(TPMS)的供电要求。 展开更多

关键词 压电发电装置 汽车轮胎压力监视系统(TPMS) 供电

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基于圆弧限位的压电发电装置 被引量：11

6

作者 王淑云 阚君武 +4 位作者 王鸿云 凌荣华 杨振宇 蒋永华 张忠华 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期342-348,共7页

提出一种基于圆弧限位压电发电装置来提高发电能力及可靠性。介绍了该装置的结构及工作原理,建立了其机电能量转换模型。通过模拟仿真分析获得了压电振子厚度比(基板与总厚度比)对最小限位圆弧半径及能量、及压电振子厚度和限位圆弧半... 提出一种基于圆弧限位压电发电装置来提高发电能力及可靠性。介绍了该装置的结构及工作原理,建立了其机电能量转换模型。通过模拟仿真分析获得了压电振子厚度比(基板与总厚度比)对最小限位圆弧半径及能量、及压电振子厚度和限位圆弧半径对电压及能量的影响规律。结果表明,最小限位圆弧半径随厚度比的增加而线性减小,且存在共同的最佳厚度比(0.35)使不同厚度压电振子的输出电压和能量最大;在最佳厚度比时,输出电压和能量随压电振子厚度增加或限位圆弧半径降低而增加。制作了一组限位圆弧半径不等的发电装置,并进行了相关试验测试。结果表明,压电振子的最大输出电压(变形量)仅与限位圆弧半径有关,故采用最小限位圆弧半径可同时获得最大的发电能力和较高的可靠性。 展开更多

关键词 压电发电装置 能量转换 限位圆弧

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锆钛酸铅压电陶瓷的制备及发电系统的研制 被引量：8

7

作者 毛福斌 代超 +2 位作者 潘浩 袁睿豪 左如忠 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1309-1312,1396,共5页

文章利用压电陶瓷的正压电效应,收集环境中振动能量并将其转化成电能,设计了一套从压电陶瓷制备、压电发电装置设计到电能管理的压电陶瓷发电的完整的优化方案,解决了压电发电高电压、低电流、持续供电时间短的问题,能够较好地满足小功... 文章利用压电陶瓷的正压电效应,收集环境中振动能量并将其转化成电能,设计了一套从压电陶瓷制备、压电发电装置设计到电能管理的压电陶瓷发电的完整的优化方案,解决了压电发电高电压、低电流、持续供电时间短的问题,能够较好地满足小功率、低损耗电路的供电要求。通过制作简易装置并进行测试,初步验证了该装置为低功耗负载持续稳定供电的可行性,并对该装置提出了进一步的展望。 展开更多

关键词 压电陶瓷 正压电效应 压电发电装置 能量采集 电能管理

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压电材料的蓄电和放电系统 被引量：8

8

作者 丁宝 王林月 吴智量 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2015年第3期63-65,共3页

根据压电效应理论,自制了PZT-5H压电陶瓷和磷青铜基板构成双晶压电振子,作为基本元件,使机械能转换电能的效率最大。配合橡胶与弹簧,构建坐压式压电发电装置,经全桥整流后,采集能量,并经放大后,充入蓄电池中存储起来。利用ARM单片机构... 根据压电效应理论,自制了PZT-5H压电陶瓷和磷青铜基板构成双晶压电振子,作为基本元件,使机械能转换电能的效率最大。配合橡胶与弹簧,构建坐压式压电发电装置,经全桥整流后,采集能量,并经放大后,充入蓄电池中存储起来。利用ARM单片机构建智能控制蓄电放电系统,对压电装置的发电实时监测,同时人工选择不同方向供电,提高能源率。该系统可以用在公交等汽车的座位上人流量大的地方推广应用,将人压座位的动能转化为电能,向汽车上的周围装置供电。 展开更多

关键词 压电振子 压电发电装置 控制蓄电放电系统

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压电陶瓷自发电平台设计与能效分析 被引量：4

9

作者 刘晓明 黄翀阳 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2015年第6期601-606,共6页

为探究压电材料在分布式供能下的发电效率,设计了一套压电陶瓷自发电试样装置,基于压电陶瓷发电能力影响因素的定量分析,设计了压电陶瓷发电能力模块测试平台;通过人体载荷试样,测得行进过程中压电陶瓷的发电能效;找到压电陶瓷数量、拓... 为探究压电材料在分布式供能下的发电效率,设计了一套压电陶瓷自发电试样装置,基于压电陶瓷发电能力影响因素的定量分析,设计了压电陶瓷发电能力模块测试平台;通过人体载荷试样,测得行进过程中压电陶瓷的发电能效;找到压电陶瓷数量、拓扑结构参数、载荷、振动频率及组合方式与发电能效之间的定量关系;并基于理论分析与试样研究,提出了提高压电陶瓷发电能效的解决方案.结果表明:压电陶瓷二次压电效应是影响发电的主要因素.利用压电材料的特性进行能量转换,为解决新能源问题提供了新途径. 展开更多

关键词 压电振子 压电发电装置 发电能效 二次压电效应 多次压电效应 自发电 能源互联网 分布式供能

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新型风力压电发电装置设计及发电性能 被引量：4

10

作者 陈扬东 龚俊杰 +2 位作者 吉灵龙 陈敢 边义祥 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2017年第4期515-519,共5页

为了利用压电发电装置采集自然界中的风能,并解决传统压电发电装置受外界振源限制的缺陷,设计了一种新型的风力压电发电装置。对装置中的悬臂梁压电振子进行了发电电压的理论分析及有限元验证,结果表明,压电振子发电电压的理论计算结果... 为了利用压电发电装置采集自然界中的风能,并解决传统压电发电装置受外界振源限制的缺陷,设计了一种新型的风力压电发电装置。对装置中的悬臂梁压电振子进行了发电电压的理论分析及有限元验证,结果表明,压电振子发电电压的理论计算结果与ANSYS仿真结果基本吻合,两者之间的误差仅为0.54%。在此基础上,运用ANSYS有限元软件来计算该新型风力压电发电装置的发电能力,计算得到装置在振幅为1 mm、频率为20Hz的简谐力作用下,一个悬臂梁压电振子所产生的电压为30.1V。为了获得最佳的发电性能,对发电装置的结构参数进行了优化设计,研究结果表明,当悬臂梁压电振子的上表面比风车轴凸轮上凸点的最低点位置高2mm时,该装置具有最佳的发电性能,一个悬臂梁压电振子可产生约60.3V的发电电压。 展开更多

关键词 压电发电装置 风力发电 有限元分析 发电性能 结构优化

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两自由度悬臂梁压电发电装置的宽频发电性能 被引量：4

11

作者 刘祥建 朱莉娅 陈仁文 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1669-1676,共8页

研究一种两自由度悬臂梁压电发电装置,以提高悬臂梁式压电发电装置在环境振源振动频率波动情况下的发电能力。建立了两自由度悬臂梁压电发电装置的频率特性理论模型,并对该理论模型进行了有限元仿真验证,结果显示理论计算与有限元仿真... 研究一种两自由度悬臂梁压电发电装置,以提高悬臂梁式压电发电装置在环境振源振动频率波动情况下的发电能力。建立了两自由度悬臂梁压电发电装置的频率特性理论模型,并对该理论模型进行了有限元仿真验证,结果显示理论计算与有限元仿真结果基本一致。对两自由度悬臂梁压电发电装置的频率特性模型进行了数值模拟,模拟显示:装置的前两阶模态频率比随着长度比、宽度比、厚度比及质量块的质量比的增大均出现一个最小值,且在长度比为0.8,宽度比为2.0,厚度比为1.0,质量块的质量比为0.5时,装置的前两阶模态频率比最小,结果表明通过合理设计两自由度悬臂梁压电发电装置的结构参数,可以使得装置的前两阶模态频率最接近。最后,实例设计了两自由度悬臂梁压电发电装置,并进行了试验测试,证实了优化后的两自由度悬臂梁压电发电装置具有宽频带发电能力。 展开更多

关键词 压电发电装置 两自由度悬臂梁 宽频带 频率特性

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基于PVDF的枕形压电发电装置性能仿真分析 被引量：3

12

作者 刘祥建 陈仁文 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第4期639-642,共4页

提出了一种枕形压电发电装置,为了解该压电发电装置的发电性能,该文对其进行了有限元仿真。结果表明,弹性金属基片厚度、弧形压电梁宽度及初始曲率半径的增加将引起压电发电装置压电薄膜输出电压的降低;弧形压电梁的长度及弹性模量比的... 提出了一种枕形压电发电装置,为了解该压电发电装置的发电性能,该文对其进行了有限元仿真。结果表明,弹性金属基片厚度、弧形压电梁宽度及初始曲率半径的增加将引起压电发电装置压电薄膜输出电压的降低;弧形压电梁的长度及弹性模量比的增加将引起压电薄膜输出电压的不断升高;压电薄膜厚度的增加将使其输出电压先增大后减小;弧形压电梁内侧压电薄膜的输出电压都要大于外侧压电薄膜的输出电压,且铍青铜基片压电梁要优于钢基片压电梁。 展开更多

关键词 聚偏氟乙烯(PVDF) 枕形 压电发电装置 性能仿真 有限元

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新型风力压电发电装置设计及发电性能分析 被引量：2

13

作者 金才智 《集成电路应用》 2021年第1期116-117,共2页

设计新型的发电装置,分析该装置的悬臂梁压电振子、有限元检验,得出的结果显示,发电装置的理论结果和仿真结果基本吻合,存在的误差较小。利用有限元软件对新型的风力压电发电装置发电的能力进行计算验证。结果表明,新型风力压电发电装... 设计新型的发电装置,分析该装置的悬臂梁压电振子、有限元检验,得出的结果显示,发电装置的理论结果和仿真结果基本吻合,存在的误差较小。利用有限元软件对新型的风力压电发电装置发电的能力进行计算验证。结果表明,新型风力压电发电装置具备最佳发电的性能。 展开更多

关键词 新能源 风力发电 压电发电装置

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振动式压电风能发电装置的研究 被引量：2

14

作者 吴松 张健滔 《微特电机》 北大核心 2016年第10期10-12,17,共4页

建立了振动式压电风能发电装置在风流场中的有限元分析模型。基于标准k-ε模型进行了风流场仿真分析,并通过系统耦合实现了风流场和发电装置固体之间的双向耦合分析。获得了压电发电装置在风流体作用下的振动特性结果,结果显示:发电装... 建立了振动式压电风能发电装置在风流场中的有限元分析模型。基于标准k-ε模型进行了风流场仿真分析,并通过系统耦合实现了风流场和发电装置固体之间的双向耦合分析。获得了压电发电装置在风流体作用下的振动特性结果,结果显示:发电装置在流场中径向放置比其他放置方式能产生更多的电能。制作了压电发电装置,并在微型风洞中进行了实验。结果表明,发电装置在风场中径向放置时产生的电压明显比其他放置方式高,当风速为15 m/s时,径向放置的输出电压峰峰值大约是轴向放置的两倍。 展开更多

关键词 压电发电装置 流固耦合 振动 有限元

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基于压电陶瓷的人体能量收集系统的研制 被引量：2

15

作者 吴建远 姚永刚 丁芩华 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第4期640-643,共4页

为利用压电材料收集人体能量,设计了一种人体能量收集系统,它可在人行走过程中产生电能,该机构被安装在人腿的膝盖部位,选择性地在腿部摆动结束阶段连续地按压电陶瓷片参与发电,另外还设计了压电发电装置的能量存储与控制电路,并实验了... 为利用压电材料收集人体能量,设计了一种人体能量收集系统,它可在人行走过程中产生电能,该机构被安装在人腿的膝盖部位,选择性地在腿部摆动结束阶段连续地按压电陶瓷片参与发电,另外还设计了压电发电装置的能量存储与控制电路,并实验了其发电特性,该装置适合给假肢或其他便携式医学设备充电。 展开更多

关键词 能量收集 压电发电装置 能量储存 便携式

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压电陶瓷人体能量收集系统的设计与实验 被引量：2

16

作者 姚永刚 姚梦 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2011年第6期34-36,共3页

为利用压电材料收集人体能量,设计了一种人体能量收集系统,可以在人行走过程中产生电能,该机构被安装在人腿的膝盖部位,选择性地在腿部摆动结束阶段连续地按压压电陶瓷片参与发电,另外还设计了压电发电装置的能量存储与控制电路,并实验... 为利用压电材料收集人体能量,设计了一种人体能量收集系统,可以在人行走过程中产生电能,该机构被安装在人腿的膝盖部位,选择性地在腿部摆动结束阶段连续地按压压电陶瓷片参与发电,另外还设计了压电发电装置的能量存储与控制电路,并实验了其发电特性,该装置非常适合给假肢或者其它便携式医学设备充电。 展开更多

关键词 能量收集 压电发电装置 能量储存 便携式

原文传递

一种人体能量收集系统的研制 被引量：1

17

作者 姚梦 武庆东 《河南机电高等专科学校学报》 CAS 2011年第3期8-11,共4页

为实现利用压电材料收集人体能量,将其转化成电能在某些特殊应用领域替代电池或自动为电池充电的目的,我们设计了一种人体能量收集系统,它可以在人行走过程中产生电能,该机构被安装在人腿的膝盖部位,选择性地在腿部摆动结束阶段连续地... 为实现利用压电材料收集人体能量,将其转化成电能在某些特殊应用领域替代电池或自动为电池充电的目的,我们设计了一种人体能量收集系统,它可以在人行走过程中产生电能,该机构被安装在人腿的膝盖部位,选择性地在腿部摆动结束阶段连续地按压压电陶瓷片参与发电,它还能帮助关节完成减速动作,非常适合给假肢或者其他便携式医学设备充电。 展开更多

关键词 能量收集 压电陶瓷 压电发电装置 能量储存 便携式

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胎压报警器用压电发电装置的设计及实验研究 被引量：1

18

作者 刘建芳 杨继光 +1 位作者 焦晓阳 陈红霞 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第5期49-51,共3页

为了实现轮胎压力报警器(TPMS)的无源化,解决传统电池寿命有限、不易替换等问题,提出了利用压电材料将汽车行驶过程中轮胎的机械能转化为电能,为TPMS的监测模块供电。制作了一种能用于轮胎压力报警器(TPMS)的压电发电装置,设计了相应的... 为了实现轮胎压力报警器(TPMS)的无源化,解决传统电池寿命有限、不易替换等问题,提出了利用压电材料将汽车行驶过程中轮胎的机械能转化为电能,为TPMS的监测模块供电。制作了一种能用于轮胎压力报警器(TPMS)的压电发电装置,设计了相应的能量转换及存储电路,并对该系统进行了实验测试。这种压电发电装置具有结构简单、不发热、无污染、不受电磁干扰、易于加工制作和结构小型化等优点。 展开更多

关键词 TPMS 压电发电装置 存储电路 检测模块

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波浪激励下柔性压电发电装置的研究 被引量：1

19

作者 王世龙 王海峰 +1 位作者 李海宁 王乐生 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第12期43-45,共3页

为研究激励作用下柔性压电发电装置的输出电压,基于数值波浪水槽,开展了不同距离条件下串列放置、单晶/双晶串联、双晶并联等不同样式柔性压电发电装置与波浪的双向耦合分析。研究表明:波浪作用下压电发电装置能够输出稳定电压;压电片... 为研究激励作用下柔性压电发电装置的输出电压,基于数值波浪水槽,开展了不同距离条件下串列放置、单晶/双晶串联、双晶并联等不同样式柔性压电发电装置与波浪的双向耦合分析。研究表明:波浪作用下压电发电装置能够输出稳定电压;压电片摆动周期与波的周期相同;两压电片摆动相位差与其串列排布的距离有关,在所选择的波浪条件下,距离400 mm时输出电压最大;单晶与双晶并联压电片电压基本一致且为双晶串联电压的50%;无论单晶或者双晶、并联或者串联,当压电发电装置的长度为125 mm时都能得到最大输出电压。 展开更多

关键词 数值分析 流固耦合 压电发电装置 波浪能 多相流

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基于压电效应的能量转换系统

20

作者 张馨予 金丹 《科技风》 2015年第10期56-57,共2页

压电发电技术在能源短缺的今天日益受到广泛的重视。本文从压电材料基本理论中的原理及压电方程组对压电技术进行了介绍。设计了一个压电发电装置,依据压电材料基本理论对压电发电的输出特性进行了分析。相信,压电发电技术的发展前景一... 压电发电技术在能源短缺的今天日益受到广泛的重视。本文从压电材料基本理论中的原理及压电方程组对压电技术进行了介绍。设计了一个压电发电装置,依据压电材料基本理论对压电发电的输出特性进行了分析。相信,压电发电技术的发展前景一片光明。 展开更多

关键词 压电发电 振动能 压电发电装置 输出特性

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